化工儀器網(wǎng)手機版
移動端訪問更便捷
今日焦點 Today's Focus
查看更多+-
市場月報丨中標金額超1600萬 1月離心機數(shù)據(jù)盤點出爐
據(jù)化工儀器網(wǎng)不完全統(tǒng)計，1月離心機中標數(shù)量291[詳細]
熱門視頻 Popular videoS
查看更多+
專題
專題
最新產(chǎn)品 Latest productS
查看更多+
AI也能“從零開始”設計蛋白酶？酶工程領域重要里程碑！
2025年02月25日 15:04:38
來源：化工儀器網(wǎng) 點擊量：1444
在新一期《科學》期刊上，一項由諾貝爾獎得主、美國華盛頓大學的大衛(wèi)·貝克教授及其團隊完成的突破性研究成果引發(fā)了廣泛關注——他們首次利用AI，成功從零開始設計了具有復雜活性位點的絲氨酸水解酶，這一成就標志著酶工程領域邁入了一個全新的里程碑。
人工智能(AI)作為現(xiàn)代科技的杰出代表，已經(jīng)在多個領域展現(xiàn)出其強大的應用潛力和價值。在醫(yī)療健康領域，AI能夠借助先進的算法和大數(shù)據(jù)處理能力，快速、精準地診斷疾?。辉谵r(nóng)業(yè)領域，AI的應用推動了智慧農(nóng)業(yè)和智能農(nóng)機的發(fā)展；在科學研究與探索領域，AI的應用主要體現(xiàn)在數(shù)據(jù)處理、模型預測和實驗設計等方面。
酶是自然界中的“魔法師”，它們能夠在溫和條件下迅速加速化學反應，并改變分子的結構。酶存在于所有生物體的細胞中，是生命必不可少的組成部分。目前，酶已經(jīng)在藥物生產(chǎn)和工業(yè)過程中得到應用。新開發(fā)的酶設計工具有望推動更廣泛的應用領域。
然而，傳統(tǒng)酶設計方法在整合活性位點至預先存在的蛋白質結構時，往往受到結構靈活性和活性位點預組織程度的限制，導致催化效率不盡如人意。盡管化學手段能在一定程度上緩解這些問題，但最初通過計算設計的酶效率仍遠低于天然酶。
在新一期《科學》期刊上，一項由諾貝爾獎得主、美國華盛頓大學的大衛(wèi)·貝克教授及其團隊完成的突破性研究成果引發(fā)了廣泛關注——他們首次利用AI，成功從零開始設計了具有復雜活性位點的絲氨酸水解酶，這一成就標志著酶工程領域邁入了一個全新的里程碑。
貝克團隊此次引入了一種名為PLACER(蛋白質—配體原子構象集合再現(xiàn))的新型機器學習網(wǎng)絡。該網(wǎng)絡通過分析蛋白質骨架、氨基酸特性和結合分子的化學結構，能夠預測酶活性位點的精確原子排列。這一創(chuàng)新技術的運用，使得團隊能夠更準確地設計具有高效催化能力的酶。
在研究中，研究人員使用了貝克爾實驗室開發(fā)的RFdiffusion模型，這是一款開源的蛋白質生成AI程序，并使用PLACER評估這些蛋白質的活性位點組織情況，幫助篩選出最有潛力的從零開始設計的酶。經(jīng)過不懈努力，他們成功設計出了功能性絲氨酸水解酶。
這些酶僅需最小化的活性位點規(guī)范，就能有效地催化酯水解反應。此外，該方法還在低通量篩選過程中發(fā)現(xiàn)了5種全新的酶折疊方式，這些折疊方式不同于任何已知的天然絲氨酸水解酶，極大地豐富了這一古老酶家族的結構多樣性。
研究人員表示：“它們還不如天然酶表現(xiàn)得好，但這些酶是計算機生成的，已經(jīng)是目前為止最優(yōu)秀的，并且非常精確。”與此同時，貝克爾實驗室的博士畢業(yè)生安娜?勞科也說道：“現(xiàn)在，理論上我們能夠制造出針對任何反應的定制酶。這簡直顛覆了我們過去設計酶的方式。”這一研究成果不僅代表了從頭設計酶的重大進步，也為開發(fā)更高效的催化劑開辟了新途徑。對于理解和擴展酶的功能性而言，這一突破同樣具有重要意義。
在生命科學領域，AI也正逐步成為蛋白酶設計的重要工具。蛋白酶的設計通常需要精確控制氨基酸序列和三維結構，而傳統(tǒng)的蛋白酶設計方法依賴大量的實驗試錯，不僅耗時費力，而且成本高昂。相比之下，AI技術憑借其強大的算法和數(shù)據(jù)處理能力，能夠快速分析海量的蛋白質結構與功能數(shù)據(jù)，并預測氨基酸序列如何折疊成三維結構。這不僅顯著提升了蛋白酶設計的效率，還有助于發(fā)現(xiàn)和設計全新的蛋白酶，為生命科學領域的研發(fā)創(chuàng)新注入了新的活力。
展望未來，隨著AI技術的不斷發(fā)展和完善，我們有理由相信，酶工程領域將迎來更多的突破性進展。這些進展不僅將推動生命科學領域的發(fā)展，還可能為醫(yī)藥、化工等多個行業(yè)帶來革命性的變化。
(資料參考來源： 科技日報等)
相關閱讀 Related Reading
查看更多+-
近日，安徽農(nóng)業(yè)大學就“安徽農(nóng)業(yè)大學茶樹生物學與資源利用國家重點實驗室重大科研設備更新項目——學科支撐平臺科研設備購置（2） ”發(fā)布...2025-02-26 09:55:30
-
預算480萬 新疆醫(yī)科大學附屬腫瘤醫(yī)院采購病理分子試劑
近日，新疆醫(yī)科大學附屬腫瘤醫(yī)院就“2025年病理分子試劑采購項目（項目編號：0634---244XZ1ZH0645）”發(fā)布招標公告...2025-02-24 10:59:11 -
近日，廬山市人民醫(yī)院委托江西博晟招標代理有限公司組織公開招標，采購檢驗科設備及病理科設備一批，預算600萬元。招標項目的潛在投標人...2025-02-24 09:05:00
-
近日，安徽農(nóng)業(yè)大學就“茶樹生物學與資源利用國家重點實驗室重大科研設備更新項目——學科支撐平臺科研設備購置項目（項目編號：FSKY3...2025-02-20 10:26:03
-
8304萬元 北京大學第三醫(yī)院計劃采購大批醫(yī)療設備
北京大學第三醫(yī)院發(fā)布1項儀器設備采購意向，預算金額8304萬元。2025-02-19 13:50:34
版權與免責聲明
- ①凡本網(wǎng)注明“來源：化工儀器網(wǎng)”的所有作品，均為浙江興旺寶明通網(wǎng)絡有限公司-化工儀器網(wǎng)合法擁有版權或有權使用的作品，未經(jīng)本網(wǎng)授權不得轉載、摘編或利用其他方式使用上述作品。已經(jīng)本網(wǎng)授權使用作品的，應在授權范圍內(nèi)使用，并注明“來源：化工儀器網(wǎng)”。違反上述聲明者，本網(wǎng)將追究其相關法律責任。
- ②本網(wǎng)轉載并注明自其他來源（非化工儀器網(wǎng)）的作品，目的在于傳遞更多信息，并不代表本網(wǎng)贊同其觀點和對其真實性負責，不承擔此類作品侵權行為的直接責任及連帶責任。其他媒體、網(wǎng)站或個人從本網(wǎng)轉載時，必須保留本網(wǎng)注明的作品第一來源，并自負版權等法律責任。
- ③如涉及作品內(nèi)容、版權等問題，請在作品發(fā)表之日起一周內(nèi)與本網(wǎng)聯(lián)系，否則視為放棄相關權利。
